JPS625729Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ガラスびん等のびんに付された識別
符号に対応するマークを光電検知して識別するび
ん符号識別装置に関する。

例えばガラスびんの吹製工程においては、吹製
型番、吹製工場名、吹製年月日などが分かるよう
に各びんにマークを付しておき、それを自動的に
光電検知して例えばびん欠陥検出装置と連動さ
せ、製びんラインからの欠陥びんの排除や欠陥ラ
インの修正、さらには統計表の作成などに利用す
ることが行われている。

従来、このようなマークを自動的に光電検出し
て識別するびん符号識別装置として、例えば特開
昭50−151550号公報に記載のものが知られてい
る。

この従来のびん符号識別装置は、透明なびんの
底面に、円軌道に沿つて識別符号に対応する一連
の凸マークを付けておき、びんをレーザ光源と光
電変換素子である１対のホトセル間の光路中に位
置させ、びんを回転させながらレーザ光線を、び
んの上方よりその首部の口を通して透明な底部に
照射し、そこを透過させる。このとき、レーザ光
線がびん底面の凸マークに当たると、屈曲し扇形
に拡がつて１対のホトセルの双方に入光し、両ホ
トセルより電気信号が出力されるので、この場合
には２進数の「１」と判定し、またびん底面の平
坦部に当たると直進して両ホトセルのいずれも入
光せず、両ホトセルより電気信号が出力されない
ので、この場合は２進数の「０」と判定するよう
にしている。

しかし、この従来のものは次のような欠点があ
る。

ａ レーザ光線をびんの首部の口を通じて底部を
透過させ、マークを検出するので、不透明びん
及び半透明びんには適用できない。

ｂ レーザ光線をびんの口を通じて照射するの
で、レーザ光線とびんの位置合せに高度の技術
を必要とする。

ｃ このように位置合せをしつつびんを回転さ
せ、しかもその底面の凸マークを透過したレー
ザ光線を、所定位置に設立した１対のホトセル
で受光する関係にしなければならないので、び
んを回転させる回転部分と１対のホトセルとの
間においてもその位置合せに高度の技術を必要
とする。

ｄ びんの回転を許容しつつその首部の口をレー
ザ光線の光路中に位置決めするための複雑な往
復動型位置決め機構を必要とする。またその位
置決め機構の動作を他の機構と同期させるため
の複雑な制御を行わなければならない。

ｅ レーザ光線とホトセル間の光路が長いので、
レーザ光線が障害を受け易く、しかも装置全体
が大型化する。

また、これとは別に、びんを静止し、光線を旋
回させて走査するものとして、例えば特開昭50−
69762号公報に所載のものが知られている。これ
は、ベアリングに軸受けされた中空シヤフトの先
端部に同じく中空のフランジを設け、この中空フ
ランジ内の中央部と一端部とにミラーを配設す
る。そして、中空シヤフト中に、その軸線に沿つ
て光源からビーム状の光線を真直ぐ入光し、中空
フランジの中央部のミラー及び一端部のミラーに
反射させ、さらに該一端部のレンズで集光して投
射しながら、中空フランジを中空シヤフトと一体
に回転させることによつて旋回光線をつくり、び
んの底面に照射して走査する。びんの底面を反射
した光線を、中空フランジの外面の中央部に設け
られていてそれと一体に回転する光電変換素子で
受光し、該光電変換素子で変換された電気信号
を、中空シヤフトの外周に設けられたスリツプリ
ング（集電子）及び導線を介して外部の電子ユニ
ツトに送信し、デジタル処理する。

しかし、これによると次ぎのような欠点があ
る。

ａ 光電変換素子を、回転する中空フランジ上に
固着しているため、電子ユニツトに対する電気
信号の伝送に当たり、回転する部分と回転しな
い部分との間を電気導通関係にする集電子が必
要であり、電気信号伝送機構が複雑であるばか
りでなく、信頼性も乏しい。

ｂ 予めビーム状にした光源からの光を、中空シ
ヤフト中に入光してこれによつて中空フランジ
中に導き、該中空フランジ内の２個所でミラー
によつて光路を変え、さらにレンズで集光して
から中空フランジの外方へ投射してびんの底面
に照射しているため、レーザー光源のような高
価な光源が必要であるばかりでなく、光学系が
複雑でかつ光路が長く、しかもビーム光を上記
のように光路変換してびんの底面に導く精度の
高い光学装置を必要とする。

ｃ 光学系が上記のような構造であるため、光路
調整が面倒で、検知対象とするびんの大きさが
変わつたときに、簡単に対応できない。

本考案は、上述したような従来技術の欠点を解
消するためになされたもので、電球等の拡散光源
を使用して簡単に光学走査でき、また拡散光源で
あつても凹凸マークを精度高く検知でき、さらに
光学系の構造が簡素でしかもその調整も容易であ
り、加えて電気配線も簡素なびん符号識別装置を
提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本考案におい
ては、第１図に例示するように、光源とびん２２
を静止する検知位置との間に遮光板２５を配設
し、この遮光板２５に、検知位置のびん２２の底
面に対向する窓孔２４を設ける。また、この遮光
板２５と光源との間に、該光源からの光が上記窓
孔２４に直接入光するのを遮光できる大きさの回
転板１７を軸部材１２に回転自在に支承する。こ
の回転板１７の回転中心から離れた部分でしかも
上記窓孔２４の範囲より外れた位置に透光孔１８
を設け、該透光孔１８に、集光レンズ１９を、上
記回転板１７の軸線に対し傾斜させて取り付ける
とともに、該集光レンズ１９で集光された光線を
反射させる反射鏡２１を回転板１７に取り付け
る。この反射鏡２１の角度は、その反射光線が窓
孔２４を通じてびん２２の底面の凹凸マークに、
その円軌道の内方から外方へ向かつて照射される
角度とする。一方、軸部材１２には、びん２２の
底面を反射した反射光線を受光して一連の電気信
号に変換する光電変換素子１４を固定設置する。
さらに、上記回転板１７を回転駆動する駆動装置
２６と、その回転に関連して同期パルスを発生す
る回転検出器２８と、この同期パルスによつて上
記一連の電気信号をデジタル処理して識別符号に
変換するデジタル処理回路とを備える。

従つて、光源からの光は集光レンズ１９で集光
された後、反射鏡２１を反射し、回転板１７が回
転することによつて旋回光線となり、遮光板２５
の窓孔２４を通じてびん２２の底面に照射され
る。その際、集光レンズ１９は回転板１７の軸線
に対し傾斜しているため、光源からの拡散光は該
集光レンズ１９によつて効率良く集光され、びん
の底面に光量を最大にして照射される。

一方、光源から光は、遮光板２５の窓孔２４に
対しては、直接入光するのを回転板１７によつて
遮光される。集光レンズ１９で集光され、反射鏡
２１を反射したビーム状の光線は、びんの底面の
円軌道に沿つて設けられている凹凸マークに対
し、その円軌道の内方から外方へ向かつて照射さ
れる。このように照射するのは、びんの底面の中
央部は一般に凹んでいるため、凹凸マークに対し
その円軌道の内方から光線を照射した方がその反
射光線を回転板１７の回転中心部へ指向させ易い
からである。ところが、これとは逆に円軌道の外
方から内方へ向かつて照射した場合には、光線が
びんの底面の周縁の凸部によつて遮光される範囲
があるため、それだけ凹凸マークへの照射調整範
囲が狭まり、また凹凸マーク以外の部分を反射し
た光線も回転板１７の回転中心へ指向することが
多く、検知エラーが生じる率が高い。

上記のようにして凹凸マークを反射した光線
は、回転板１７の回転中心の光電変換素子１４に
よつて検知される。該光電変換素子１４は、回転
板１７を軸支している軸部材１２に固定設置され
ているため、その設置位置より外部へ直接電気配
線することができる。

以下に本考案の一実施例を図面を参照して詳述
する。

本びん符号識別装置は、第１図に示すように、
ベース１０上の前端部に透明板１１、後側部に前
後のびん支持板２３，２３、これら透明板１１と
前側のびん支持板２３の間の中間部に遮光板２５
を立設している。

前後のびん支持板２３，２３の上端縁は、第２
図に示すようにびん２２を水平に静止支持するた
めにＶ字形に形成され、また遮光板２５には円形
の窓孔２４が開設されている。びん支持板２３，
２３上に乗載されたびん２２は、その底面が窓孔
２４と一致する所定位置に位置決めされるもの
で、前後のびん支持板２３，２３は協働してびん
位置決め手段を構成している。

透明板１１の後面中央部には円筒形の軸部材１
２が固着されている。この軸部材１２内には、１
個の光電変換素子１４がブツシユ１３によつて着
脱自在に取り付けられ、また軸部材１２の外周に
は、遮光板２５の窓孔２４より直径がはるかに大
きい円形の回転板１７が軸受１５，１６によつて
回転自在に支承されている。回転板１７の軸線は
窓孔２４の軸線と一致している。

この回転板１７には、その円周一個所であつて
窓孔２４の範囲より外れた位置に円形の透光孔１
８が開設されている。そして、この透光孔１８の
前側に、集光レンズ１９が、回転板１７の軸線に
対し前方へやや傾斜させて固着されているととも
に、後側に、反射鏡２１が支持片２０によつて傾
斜させて取り付けられている。

透明板１１の前方所定位置には、図示していな
いが電球等の光源が設置されており、これより拡
散された一部の光線LBは、透明板１１を透過し
て回転板１７のほぼ前面を照射する。しかし、該
回転板１７が窓孔２４よりもはるかに大きくしか
も透光孔１８が窓孔１８より外れた位置に設けら
れているため、光源からの光は窓孔２４に直接入
光することはない。集光レンズ１９と反射鏡２１
とは光線LBを、 透明板１１の前方所定位置には、図示していな
いが光源が設置されており、これよりの光線LB
は、透明板１１を透過して回転板１７の前面ほぼ
全域に照射される。

集光レンズ１９と反射鏡２１は光線LDを、上
記のように位置決めされたびん２２の底面に指向
させる光学系を構成する。すなわち、集光レンズ
１９と反射鏡２１は、前者で集光された光線が後
者を反射し、その反射光線がびん２２の底面に当
たつてここをさらに反射したのち光電変換素子１
４に入光する関係に設定されている。光電変換素
子１４の電気出力は、軸部材１２より引き出した
リード線２７によつて取り出される。

集光レンズ１９は回転板１７に傾斜させて固着
されているため、光源からの拡散光の集光効率が
良く、びんの底面の照射光量を大きくとれる。ま
た、反射鏡２１は、支持片２０によつて回転板１
７に取り付けられているため、その取り付け角度
を変えることにより、びん２２の底面を検知に適
正な角度で走査できる。図においては、反射鏡２
１の角度は、その反射光線が窓孔２４を通じてび
ん２２の底面の凹凸マークに、その円軌道の内方
から外方へ向かつて照射する角度に設定されてい
る。

回転板１７は、駆動装置たるモータ２６によつ
て一定速度で常時回転される。回転板１７が回転
すると、反射鏡２１を反射した光線は、窓孔２４
と一致しているびん底面を円軌道に沿つて回転走
査する。回転板１７にはまた回転検出器２８が対
設されており、回転板１７の回転に関連して回転
検出器２８より同期パルスが出力される。

びん２２の底面には次のような態様でマークが
付けられている。

びん２２の底面を円周方向にまず数領域に大分
割し、さらに各大分割領域を数等分に小分割す
る。いま、一具体例として、大分割数を６、各大
分割領域内の小分割数を５、従つて全分割数を３
０とした場合を第３図に示す。同図において大分
割は太線で示され、各領域はＡから順にＢ，Ｃ…
Ｆで示されている。各大分割領域内の小分割は細
線で示され、各小分割領域はＰ，１，２，３，４
で表されている。Ａ，Ｂ，Ｃ各領域でそれぞれ10
進数の１位、10位、100位の数を表現させ、最大
３桁までの型番を認識させるものとする。Ｄ，Ｅ
領域はそれぞれ吹製工場名、吹製年月日などを表
現させてもよいし、型番の桁数が４桁以上になる
場合には、５桁すなわち万の位まで増すのに使用
してもよい。Ｆ領域は常時空白にし、自動識別の
起点を判別するのに用いる。なお、マークは図示
のごとく円周方向に細長いもののほかに、放射方
向に細長いバーコード形式のものでもよい。

識別されるべき符号に対応するマークは予めび
ん吹製用底型に彫刻され、吹製時に同一ロツドの
ものについては同一態様のマークが各びん２２の
底面に凸状または凹状に成形される。その一例を
第４図に示す。各大分割領域内の初めの小分割領
域Ｐは読み出しマークとして用いられ、次の１〜
４領域にはそれぞれ２^０，２^１，２^２，２^３のウ
エイトを持たせたいわゆる２進化10進法に従つて
表現される。第４図のマークはＡ，Ｂ，Ｃの３領
域で10進数の798を表した例を示す。

これらのマークは、第１図のびん２２では凸状
部として形成されており、次のように読み取られ
る。

すなわち、びん２２を上記のように前後のびん
支持板２３，２３で支持してびん底面を窓孔２４
に一致させると、回転板１７が常時回転している
ことにより、反射鏡２１を反射した光線は、びん
底面に、マークが施されている円軌道の内方から
外方へ向けて斜めにしかも円軌道に沿つて旋回し
ながら当たる。その場合、マークのない平坦部で
は、びん２２の底面に当たつて反射した光線は光
電変換素子１４より外れ、光電変換素子１４にと
つては無効な光線となる。しかし、図示のように
マーク（凸部）のある所では反射光の一部が光電
変換素子１４に入射される。そして、この入射光
の継続はそれに対応する電気信号に変換され、回
転検出器２８よりの同期パルスとともに第５図の
デイジタル処理回路に入力される。

同図において、光電変換素子１４の出力信号
（第６図ｂ）は増幅器を含む波形整形回路３１で
所定レベルの矩形波に整形され、その出力信号
（第６図ｃ）は、一方ではアンドゲート３２を介
して符号読取用に用いられ、他方ではエツジトリ
ガーワンシヨツトマルチ３３を介して基点検知回
路３４のリセツト信号として用いられる。基点検
知回路３４は、波形整形回路３１の出力信号の立
上がり部で発せられるワンシヨツトマルチ３３か
らのリセツト信号相互の期間内に入力される回転
検出器２８からの同期パルスを計数し、その計数
値が例えば６に達することによつて出力信号つま
りスタート信号を出力してデータ読取装置３６の
データ読取動作をスタートさせる。すなわち、第
４図から明らかなように、領域Ａ〜Ｅでは、少な
くともその初めのＰ位置にマークが付いているの
で、ワンシヨツトマルチ３３の出力信号相互間に
は最大限４個の同期パルスしか到来せず、基点検
知回路３４がスタート信号を出力することはな
く、従つてデータ読取装置３６はスタートしな
い。しかるに、Ｆ領域はマークの無い空白領域で
あり、ここでは基点検知回路３４はその計数値が
６に達するのでスタート信号を出力し、データ読
取装置３６をスタートさせる。基点検知回路３４
がスタート信号を出力するときの計数値の設定は
設定器３５によつて行われ、その設定値は適宜変
更できる。

他方、回転検出器２８からの同期パルス（第６
図ａ）と、波形整形回路３１からの矩形波出力
（第６図ｃ）との論理積をアンドゲート３２で形
成してその出力（第６図ｄ）をデータ読取装置３
６の計数入力端に入力させる。

従つて、データ読取装置３６は、第３図のＡ領
域のＰマーク、つまり第６図ｄの最初のＰマーク
からデータ読取を開始する。

データ読取装置３６は、その入力信号を所望の
符号、すなわちここではびん２２の型番に対応す
る出力信号を記録装置３７及び表示装置３８に導
いて記録あるいは表示をさせるとともに、比較器
３９に導く。比較器３９はデータ読取装置３６か
らの信号を型番設定器４０からの設定値と比較
し、両者が一致すると一致信号を出力する。この
一致信号は、一方ではワンシヨツトマルチ４１を
介して型番カウンタ４２に入力されてこれに当該
型番のびんの本数を計数させ、他方ではアンドゲ
ート４３にも入力される。アンドゲート４３は、
排除指定スイツチ４４の閉成と上記一致信号との
アンド条件により不良びん排除のための信号を出
力する。

以上述べたところから明らかなとおり、本考案
によれば次のような効果がある。

回転板に透光孔を設け、該透光孔において回
転板に集光レンズと反射鏡を取り付け、光源か
らの光を集光レンズで集光し、透光孔を通じて
反射鏡に反射させ、遮光板の窓孔を通じてびん
の底面に照射するため、光源からの光はビーム
状でなくとも拡散光で良く、従つて光源として
は安価に入手できて取り扱いも簡単な電球等を
使用できる。

回転板を窓孔よりもはるかに大きくするとと
もにその透光孔を窓孔より外れた位置に設けた
ため、光源からの光は拡散光であつても窓孔に
直接入光することはなく、必ず上記集光レンズ
で集光された後、びんの底面に照射される。

光学系としては、拡散光を集光する集光レン
ズとその集光された光線を反射する反射鏡だけ
であり、しかもこれらは回転板に取り付けられ
ているので、光源からのビーム状の光線を長い
案内光路を介してびんに導きまたそのために精
度の高い光学装置を必要とする従来のものに比
べ、光学系の構造が非常に簡単であるととも
に、光路調整も容易である。

集光レンズを、回転板の軸線に対し傾斜させ
て取り付けたため、光源からの拡散光は該集光
レンズによつて効率良く集光され、びんの底面
に光量を最大にして照射することができる。

回転板に対する反射鏡の取り付け角度を変え
ることにより、びんの大きさの変化に対して容
易に対応できる。

反射鏡を反射したビーム状の光線を、びんの
底面の円軌道に沿つて設けられている凹凸マー
クに対し、その円軌道の内方から外方へ向かつ
て照射するため、びんの底面の中央部が一般に
凹んでいることから、凹凸マークを反射した反
射光線を回転板の回転中心部へ指向させ易い。
ところが、これとは逆に円軌道の外方から内方
へ向かつて照射した場合には、光線がびんの底
面の周縁の凸部によつて遮光される範囲がある
ため、それだけ凹凸マークへの照射調整範囲が
狭まり、また凹凸マーク以外の部分を反射した
光線も回転板の回転中心へ指向することが多
く、検知エラーが生じる率が高い。

びんの底面を遮光板の窓孔に一致させ、これ
を通じて光線を照射するので、その光線がびん
の底面以外の個所に当たつて誤検知するような
ことがないとともに、びんの底面を検知位置に
正確に位置決めできる。

びんの底面の凹凸マークを反射した反射光線
を受光する光電変換素子を、回転板を軸支して
いる軸部材に固定設置したため、その設置位置
より外部へ直接電気配線することができ、回転
する部分と回転しない部分との間を電気導通関
係にする集電子等は不要であるから、電気信号
伝送系の構造も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の機械的構成部分を
示す縦断面図、第２図は第１図の−′線から
見た側面図、第３図及び第４図はびん底面に対す
るマーク付け態様を説明するための説明図、第５
図は電気的構成部分を示すブロツク図、第６図ａ
〜ｄは第５図の回路の動作を説明するための各部
の信号波形図である。 １１……透明板、１２……軸部材、１４……光
電変換素子、１５，１６……軸受、１７……回転
板、１８……透光孔、１９……集光レンズ、２１
……反射鏡、２２……びん、２３……びん支持板
（びん位置決め手段）、２４……窓孔、２５……遮
光板、２６……モータ（駆動装置）、２８……回
転検出器、LB……光線、３１……波形整形回
路、３２……アンドゲート、３３……エツジトリ
ガーワンシヨツトマルチ、３４……基点検知回
路、３６……データ読取装置、３７……記録装
置、３８……表示装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 底面に円軌道に沿つて識別符号に対応する一連
   の凹凸マークを付けたびんを検知位置に静止し、
   その凹凸マークを、光源からの光線により上記円
   軌道に沿つて光学的に走査して符号識別を行うび
   ん符号識別装置において、前記光源と前記検知位
   置との間に遮光板２５を配設し、この遮光板２５
   に、検知位置のびんの底面に対向する窓孔２４を
   設け、またこの遮光板２５と光源との間に、該光
   源からの光が上記窓孔２４に直接入光するのを遮
   光できる大きさの回転板１７を軸部材１２に回転
   自在に支承し、この回転板１７の回転中心から離
   れた部分でしかも上記窓孔２４の範囲より外れた
   位置に透光孔１８を設け、該透光孔１８に、集光
   レンズ１９を、上記回転板１７の軸線に対し傾斜
   させて取り付けるとともに、該集光レンズ１９で
   集光された光線を反射させる反射鏡２１を回転板
   １７に取り付け、この反射鏡２１の角度を、その
   反射光線が前記窓孔２４を通じてびんの底面の上
   記凹凸マークに、その円軌道の内方から外方へ向
   かつて照射される角度とし、また上記軸部材１２
   に、びんの底面を反射した反射光線を受光して一
   連の電気信号に変換する光電変換素子１４を固定
   設置し、さらに上記回転板１７を回転駆動する駆
   動装置２６と、その回転に関連して同期パルスを
   発生する回転検出器２８と、この同期パルスによ
   つて上記一連の電気信号をデジタル処理して識別
   符号に変換するデジタル処理回路とを備えたこと
   を特徴とするびん符号識別回路。